Испытания на соответствие стандартам по ЭМС в автомобилестроении

Задачи, связанные с испытаниями на ЭМС в автомобилестроении

Обеспечение ЭМС в автомобилестроении состоит из трех фундаментальных задач:

• Обеспечение соответствия действующим стандартам
• Эффективное использование испытательных ресурсов
• Проведение испытаний в установленные сроки и согласно бюджету

Решение задач по обеспечению ЭМС в автомобилестроении

Беспилотное вождение означает наличие более чувствительных датчиков. Новые поколения продвинутых систем помощи водителю и беспилотного вождения сопровождаются следующими явлениями:

• Распространение более чувствительных датчиков, таких как радары с формированием изображения 4D
• Повышенное использование помехоуязвимых датчиков, таких как камеры
• Ужесточение требований к отказоустойчивости критически важных для безопасности систем
• Повышение скоростей передачи данных и применение схем модуляции более высокого порядка в цифровых бортовых сетях

Повышенная электромагнитная совместимость должна гарантировать надежность работы систем в реальных условиях.

Электрификация означает наличие высоковольтных быстродействующих полупроводников. В электрических трансмиссиях (высоковольтные инверторы, бортовые зарядные устройства и двигатели) применяются быстродействующие устройства на основе карбида кремния (SiC) и нитрида галлия (GaN), которые вызывают следующие явления:

• Крутые фронты dv/dt
• Излучаемые помехи на более высоких гармониках
• Новые задачи по обеспечению помехоустойчивости прочей электроники автомобиля
• Повышение излучений в зависимости от рабочего состояния автомобиля (напряжение, мощность, крутящий момент, температура, модуляция переключений)

Компания Rohde & Schwarz информирует OEM-производителей и поставщиков компонентов о том, как эти изменения влияют на процессы проектирования и испытаний на ЭМС.

Подключение к сети означает реализацию новых функций и сервисов путем более активного применения технологий беспроводной связи. Повышенные ожидания в отношении эксплуатационной готовности и качеству информационно-развлекательных систем, систем безопасности и комфортных функций приводят к следующим последствиям:

• Высокая плотность беспроводных технологий, зачастую с наложением диапазонов частот
• Увеличение диапазонов частот (Wi-Fi, сверхширокополосная связь, 5G, неназемные сети)
• Увеличение количества испытаний, необходимых для проверки качества услуг во всех возможных условиях эксплуатации
• Более крупные и чувствительные экраны с высоким разрешением

Компания Rohde & Schwarz применяет свои контрольно-измерительные решения и глубокие знания беспроводных технологий в целях оптимизации процедур испытаний и удовлетворения повышенных требований к помехоустойчивости.

Современные методики испытаний на ЭМС в автомобилестроении

Испытания на ЭМС в условиях динамичного вождения

Излучения изменяются в зависимости от скорости, ускорения и нагрузки, особенно в электромобилях. Поэтому требуется новая методика с учетом следующих факторов:

• Быстрое переключение токов с высокими градиентами на высоких тактовых частотах
• Чувствительные датчики систем ADAS в непосредственной близости от высоковольтных компонентов
• Развитие стандартов ISO, CISPR, Правил №10 ЕЭК ООН и особых нормативов OEM-производителей

Совместно с системными партнерами компания Rohde & Schwarz разрабатывает динамические сценарии испытаний на ЭМС на основе ПО для автоматизации испытаний R&S®ELEKTRA и комплексной тестовой платформы.

Испытания в реверберационных камерах

Реверберационные камеры приобретают всё более важное значение при испытаниях помехоустойчивости автомобильного оборудования благодаря следующим характеристикам:

• Высокая однородность поля позволяет проводить более реалистичные нагрузочные испытания под любыми углами
• Эффективное генерирование высокой напряженности поля
• Возможность размещения крупных испытуемых устройств (аккумуляторные батареи, инверторы, высоковольтные компоненты) без поворотного стола

Rohde & Schwarz начинает сопровождать вас на ранней стадии — еще до официального утверждения стандартов. Совместно с избранными партнерами мы помогаем вам в полной мере использовать преимущества реверберационных камер при проведении измерений ЭМС.

Ориентация в мире стандартов по ЭМС автомобильного оборудования

Компания Rohde & Schwarz принимает участие в работе важнейших организаций по стандартизации ЭМС в автомобилестроении и реализует новые требования в своих испытательных решениях. Наши приборы, программное обеспечение и системы всегда соответствуют текущим и будущим требованиям, помогая вам сосредоточить внимание на обеспечении ЭМС максимально эффективным способом.

Стандарты на электромагнитные помехи в автомобилестроении

CISPR 12 — защита внешних приемников

• Излучаемые помехи от 30 МГц до 1000 МГц, безопасное расстояние 10 м
• Используется в нормативных целях (указан в имеющих юридически обязательный характер Правилах №10 ЕЭК ООН) и для СЕ-сертификации устройств
• В Европе известен как стандарт EN 55012:202x

CISPR 25 — защита бортовых приемников

• В Европе публикуется только на уровне отдельных стран, например как BS EN 55025 в Великобритании и DIN EN 55025 в Германии.
• EN 55025 не внесен в Официальный журнал ЕС и не носит юридически обязательного характера. Однако производители автомобильных компонентов должны применять особые нормативы OEM-производителей.

CISPR 36 — защита внешних приемников

• Электрические и гибридные дорожные транспортные средства
• Квазипиковые ограничения излучаемых помех (магнитное поле) от 150 кГц до 30 МГц, аналогично CISPR 11 класс В группа 2
• Измерения с помощью рамочной антенны 60 см в радиальном (x) и поперечном (y) направлениях в четырех позициях, центр рамки на заданной высоте 1,30 м, измерение на расстоянии 3 м
• Измерения во время работы только электродвигателя, постоянная скорость 40 км/ч ± 20%

ISO 11451 — испытания на устойчивость к воздействию узкополосного излучения электромагнитной энергии

• Испытания на уровне всего автомобиля
• Устойчивость к воздействию излучаемых помех в диапазоне частот от 10 кГц до 18 ГГц

ISO 11452 — испытания электрических автомобильных компонентов на устойчивость к воздействию узкополосного излучения электромагнитной энергии

• Испытания на уровне компонентов
• Устойчивость к воздействию излучаемых помех в диапазоне частот от 200 МГц до 18 ГГц

Правила №10 ЕЭК ООН — утверждение типовых образцов автомобилей и их компонентов

• Регламентируют обращение с нежелательными электромагнитными излучениями и обеспечивают устойчивость ко внешним и внутренним помехам
• Являются обязательным условием для вывода продукции на рынок Европейской экономической зоны (ЕЭЗ) и признаны более чем в 50 странах мира

Особые нормативы OEM-производителей (VW, BMW, MB, Stellantis, Geely и пр.)

• Зачастую основаны на имеющихся стандартах CISPR и ISO с добавлением более строгих ограничений